时空不稳定性（Spatiotemporal Instabilities）是由系统的复杂性和非线性所引起的普遍现象，例如天气、混沌（chaos）、湍流或化学反应。在广域边发射半导体激光器（broad-areaedge-emitting semiconductor laser）中，多种空间模式与活性介质的非线性相互作用可导致成丝效应（filamentation）和时空混沌（spatiotemporal chaos）。这些不稳定性因素降低了激光器的使用性能，并且导致其极难被控制。最近，来自美国耶鲁大学的Hui Cao教授和英国帝国理工学院的Ortwin Hess教授领衔的研究团队展示了一种使用波混沌（wave-chaotic）或无序光学腔（disordered cavities）来抑制激光器中的时空不稳定性的有效方法。在此处的光学腔中，诸多具有随机相位的光学传播模式之间的干涉效应破坏了诸如成丝效应的自组织结构的形成，导致了稳定的激光动力学（lasing dynamics）状态。他们的方法为激光应用领域提供了一种通用且稳健的解决方案，可有效防止各种高功率激光器中非线性不稳定性的形成和增长。相关研究发表在近期的《Science》上。

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来源：两江科技评论